Формулы и определения для резьбонарезания. Резьба. Основные параметры резьбы. Классификация Что такое гайка

Резьбовые соединения – это самый распространённый вид вид разъёмных соединений. Они осуществляются с помощью крепёжных резьбовых деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т.д.)
Достоинства : надёжность, удобство сборки/разборки, простота конструкции, дешевизна (вследствие стандартизации), технологичность, возможность регулировки силы сжатия.
Недостатки: концентрация напряжения во впадинах резьбы, низкая вибрационная стоимость.

На развертке цилиндрической поверхности, винтовая линия располагается под некоторым углом ψ , этот угол называется углом подъема резьбы.

Ход резьбы, представляющий собой расстояние между одноименными точками одной винтовой линии. Основной характеристикой профиля резьбы является угол между смежными боковыми сторонами в плоскости осевого сечения, называется углом профиля резьбы . Для треугольного профиля метрической резьбы , дюймовой , трапецеидальной .

Существует два основных способа изготовления резьб: нарезанием и накатыванием. Нарезание резьб осуществляется резцами, гребенками, плашками, метчиками, резьбовыми головками, фрезами.
Накатывание резьб осуществляется гребенками или роликами на резьбонакатных автоматах путем пластической деформации заготовки. Этот способ высокопроизводителен, применяется в массовом производстве при изготовлении стандартных крепежных деталей.

Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются:

d – наружный диаметр (номинальный диаметр резьбы);
d1 - внутренний диаметр резьбы гайки;
d2 - средний диаметр резьбы, т.е. диаметр воображаемого цилиндра, на котором толщина витка равна ширине впадины;
p - шаг резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;
ph - ход резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении;
α - угол профиля резьбы;

42. Момент трения в резьбе и на торце гайки (винта). Расчёт резьбы на напряжение смятия и среза. Высота гайки и глубина завинчивания.

Подавляющее большинство резьбовых соединений с предварительной затяжкой. Затяжка создается при сборке с целью, чтобы после приложения рабочей нагрузки не происходило раскрытия стыка или сдвига соединяемых деталей.

При завинчивании гайки (или винта с головкой) необходимо приложить момент завинчивания Т зав для преодоления момента Т Р сопротивления в резьбе и момента Т Т сопротивления на торце гайки:

Т зав = Т Р + Т Т, (2.1)

где T P = F t d 2 / 2 = 0,5 F зат d 2 tg(Ψ + φ 1) ; (2.2)

Т Т = 0,5 F зат f T d ср, (2.3)

F зат – осевая сила затяжки;

d2 – средний диаметр резьбы;

Ψ – угол подъема резьбы;

φ 1 – приведенный (с учетом влияния угла профиля α) угол трения в резьбе: φ 1 = φ / cos(α/2),

φ – угол трения материалов пары винт – гайка;

f T – коэффициент трения материалов пары гайка – деталь;

d ср – средний диаметр кольца (рис. 2.2):

d ср = 0,5(D + d h).

Эксплуатация резьбовых соединений показывает, что выход из строя болтов, винтов, шпилек и т.п. деталей происходит вследствие разрыва (или вытяжки) их стержня по резьбе или переходному сечению у головки. Разрушение или повреждение элементов резьбы происходит реже и характерно для деталей, часто подвергающихся разборке-сборке. При необходимости выполняют проверочные расчёты резьбы на прочность по напряжениям среза и смятия.

Условие прочности резьбы на срез имеет вид

τ cp = Q /А cp) ≤[τ cp ],

где Q– осевая сила; A ср – площадь среза витков нарезки; для винта (см. рис.1.9) A ср = πd 1 kH г,для гайки А ср = πDkH г.Здесь Н г – высота гайки; k– коэффициент, учитывающий ширину основания витков резьбы: для метрической резьбы для винта k ≈ 0,75, для гайки k ≈ 0,88; для трапецеидальной и упорной резьб (см. рис.1.11, 1.12) k ≈ 0,65; для прямоугольной резьбы (см. рис.1.13) k = 0,5. Если винт и гайка из одного материала, то на срез проверяют только винт, так как d l < D.

Условие прочности резьбы на смятие имеет вид

σ cм = Q /А cм ≤[σ cм ],

где А см – условная площадь смятия (проекция площади контакта резьбы винта и гайки на плоскость, перпендикулярную оси): А см = πd 2 hz , где (см. рис.1.9) nd 2 – длина одного витка по среднему диаметру; h– рабочая высота профиля резьбы; z=Н г /р – число витков резьбы в гайке высотой Н г; р – шаг резьбы (по стандарту рабочая высота профиля резьбы обозначенаН 1).

Из условия равнопрочности стержня болта на растя­жение под действием осевой нагрузки и резьбы гайки на изгиб, на срез и смятие определяют необходимую высоту гайки. Установлено, что первый от точки при­ложения силы виток резьбы воспринимает 34% всей нагрузки, вто­рой - 23%, третий - 15%, а десятый - только 0,9%. Таким образом, все витки резьбы гайки после десятого практически никакой нагрузки не воспринимают.

Так же как резьба гайки, работает резьба гнезда, в которое ввинчивается винт или шпилька. В зависимости от того, из какого материала изготовле­ны детали, в которые ввинчиваются шпильки, меняется и глубина завинчи­вания шпилек. Здесь уже учитывается и величина осевой нагрузки, ибо, чем она больше, тем больше диаметр шпильки, а тем, следовательно, боль­ше и глубина завинчивания.

Понятие о винтовой линии . Если (рис. 166, а) прямоугольный треугольник ABC, вырезанный из бумаги или из тонкой жести, сторона АВ которого равна длине окружности πD основания цилиндра Е, навернуть на цилиндр так, чтобы сторона АВ совпала с основанием цилиндра, то сторона АС образует на боковой поверхности его линию, называемую винтовой.

Образование винтовой резьбы . Предположим, что плоская фигура, например треугольник abc (рис. 166, б), стороной ab касается образующей цилиндра Е и расположен в плоскости, проходящей через его ось. Предположим далее, что этот треугольник перемещается, оставаясь в плоскости, проходящей через ось цилиндра Е, причем вершина его скользит по винтовой линии, нанесенной на цилиндре. При перемещении треугольника на боковой поверхности цилиндра Е получаются винтовой выступ N и винтовая канавка М, образующие наружную винтовую резьбу.

Если бы треугольник abc перемещался по винтовой линии, нанесенной на внутренней цилиндрической поверхности (на стенках отверстия), на этой поверхности была бы образована внутренняя винтовая резьба.

Винтовой выступ резьбы, получившийся пссле одного полного оборота образующей ее фигуры, называется витком.

Профиль резьбы . Винтовые резьбы, принятые на практике, образованы перемещением по боковой поверхности цилиндра не только треугольника, но и других плоских фигур (трапеций, квадрата и т. д.), выбираемых в зависимости от условий, в которых работает резьба. В соответствии с этим основным признаком, характеризующим резьбу, является ее профиль.

Профилем резьбы называется сечение ее витка плоскостью, проходящей через ось цилиндра (т. е. диаметральной плоскостью), на котором образована резьба.

Рис. 166. Образование винтовой резьбы

Элементы профиля резьбы . Элементами профиля резьбы являются его боковые стороны, угол, вершина и впадина.

Углом профиля называется угол между боковыми сторонами витка, измеренный в диаметральной плоскости. Этот угол (рис. 167, а) обозначается буквой α.

Рис. 167. Элементы профиля (а, б) и шаг резьбы (в)

Вершиной профиля называется линия, соединяющая боковые стороны его по верху витка (Р, рис. 167, а, б).

Впадиной профиля называется линия, образующая дно винтовой канавки (R, рис. 167, а, б).

Очертания вершины и впадины могут быть плоскосрезанными (рис. 167, а) или закругленными (рис. 167, б).

Шаг резьбы . Следующим элементом, характеризующим резьбу, является ее шаг.

Шаг резьбы - это расстояние между двумя одноименными (т. е. правыми или левыми) точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы.

На рис. 167, в такими точками являются точки А и А 1 точки В и В 1 , точки С и C 1 и т. д. Расстояние между этими точками, измеренное параллельно линии 00 (т. е. оси резьбы), и есть шаг резьбы, обозначаемый буквой S.

Почти у всех резьб, принятых в машиностроении, шаг измеряется в миллиметрах. Существуют, однако, также резьбы, у которых шаг выражается числом витков резьбы на 1 дюйм ее длины.

Кроме винтов, на токарном станке нарезаются червяки, имеющие модульный или питчевый шаг.

Диаметры резьбы . Различают три диаметра резьбы: наружный, внутренний и средний.

Наружным диаметром резьбы (d) называется диаметр цилиндра, описанного около боковой поверхности резьбы.

Для болта наружный диаметр соответствует диаметру по вершинам профиля (рис. 168, а), измеренному перпендикулярно к оси резьбы, а для гайки - по впадинам профиля (рис. 168, б).

Рис. 168. Диаметры резьбы: наружный и внутренний (а, б) и средний (в)

Внутренним диаметром резьбы (d 1) называется диаметр цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность.

Для болта внутренний диаметр соответствует диаметру по впадинам профиля (рис. 168, а), измеренному перпендикулярно к оси резьбы, а для гайки - по вершинам профиля (рис. 168, б).

Средним диаметром резьбы (d 2) называется диаметр цилиндра, соосного с резьбой, образующие которого делятся боковыми сторонами профиля на равные отрезки.

На рис. 168, в этот цилиндр, имеющий общую ось с резьбой, показан штрих-пунктирными линиями. На рисунке АВ = ВС = CD и т. д., а поэтому d 2 - средний диаметр.

Угол подъема резьбы . При нарезании резьбы на токарном станке необходимо учитывать угол ее подъема.

Углом подъема называется угол, образованный направлением резьбового выступа резьбы с плоскостью, перпендикулярной к его оси.

Правая и левая резьбы . По направлению витка различают правые (рис. 169, б) и левые (рис. 169, а) резьбы.

Рис. 169. Левая (а) и правая (б) резьбы

Если подъем резьбы винта, положенного на ладонь правой руки, совпадет с направлением отогнутого большого пальца, эта резьба правая.

Совпадение подъема резьбы с направлением отогнутого большого пальца левой руки указывает, Что данная резьба левая.

На винт с правой резьбой гайка навертывается при вращении вправо (по часовой стрелке), на винт с левой резьбой - при вращении влево (против часовой стрелки).

Резьба (цилиндрическая) характеризуется следующими параметрами:

1) диаметрами - наружным, средним и внутренним;

2) формой и размерами профиля;

3) параметрами, связанными с подъемом резьбы - шагом, числом заходов и углом подъема.

Наружный диаметр резьбы d - диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы (винта); этот диаметр является номинальным диаметром резьбы.

Внутренний диаметр резьбы d 1 - диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин внутренней резьбы.

Средний диаметр резьбы d 2 - диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого ширина витков и ширина впадин резьбы равны.

Профиль резьбы - контур сечения витка в плоскости, проходящей через ось резьбы.

Угол профиля α - угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости.

Обозначение основных параметров резьбы представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Резьба, обозначение основных параметров

Профиль резьбы характеризуется также:

1. высотой теоретического профиля Н, т. е. высотой полного треугольного профиля резьбы, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения.

2. рабочей высотой профиля h, на которой происходит соприкосновение витков винта и гайки, равной полуразности наружного и внутреннего диаметров.

Высоту профиля измеряют в радиальном направлении.

Важнейшей характеристикой резьбы является шаг. Шаг резьбы P - расстояние между параллельными сторонами профиля двух соседних витков, измеренное вдоль оси.

Для многозаходных резьб вводят дополнительный термин - ход винта, равный произведению шага на число заходов P t. Таким образом, ход равен шагу винтовой поверхности резьбы - расстоянию, на которое переместится винт вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке. Для однозаходной резьбы понятия шаг и ход совпадают.

Угол подъема резьбы β - угол, образованный винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы:

Перечисленные параметры можно рассматривать в общем виде, так как все профили имеют общие элементы и могут быть получены варьированием угла профиля, высоты профиля и радиусов закруглений. Например, уменьшая угол профиля, можно перейти от треугольной резьбы к трапецеидальной, а потом к прямоугольной.

Резьбы по назначению разделяют на следующие группы:

1. Крепежные резьбы , предназначначены для скрепления деталей. Их выполняют, как правило, треугольного профиля с притуплёнными вершинами.

Применение треугольного профиля вызывается следующим:

а) повышенным трением, обеспечивающим меньшую опасность ослабления затянутой резьбы;

б) повышенной прочностью резьбы;

в) удобством изготовления.

2. Крепежно-уплотняющие резьбы , служачат как для скрепления деталей, так и для предохранения от вытекания жидкости (в соединениях трубопроводов и в арматуре). Эти резьбы по указанным причинам также выполняют треугольного профиля, но без радиальных зазоров во избежание вытекания жидкости. Чтобы исключить обмятие острых кромок, профиль выполняют с плавными закруглениями.

3. Резьбы для передачи движения (ходовые) , могут применяться в ходовых и грузовых винтах. Эти резьбы для уменьшения трения выполняют трапецеидальными с симметричным профилем и несимметричным профилем (упорные), а иногда с прямоугольным профилем.

4. Упорные резьбы предназначены для восприятия больших осевых сил, действующих в одном направлении.

5. Специальные (круглые и другие).

Необходимо иметь в виду, что приведенное деление резьб по назначению не является строгим. Так, например, резьбы треугольного профиля иногда используют для особо точных ходовых винтов с малым шагом, а упорные резьбы - в качестве крепежных.

Из-за гарантированных зазоров резьбы, как правило, не могут быть использованы в качестве центрирующих элементов.

Треугольный профиль выполняют с притуплением вершин витков и дна впадин по прямой или по дуге окружности, что необходимо в крепежной резьбе для уменьшения концентрации напряжений, для повышения стойкости инструмента и для уменьшения повреждений (забоин), а в уплотняющих резьбах - также для обеспечения непроницаемости вследствие замыкания по вершинам.

Метрическая резьба (рисунок 2.2) является основной треугольной резьбой. Она характеризуется углом профиля α = 60°, притуплением вершин профиля резьбы винта по прямой на расстоянии H/8 и вершин профиля резьбы гайки на расстоянии H/4 от вершин теоретического профиля. Профиль впадин у винта может иметь притупление или закругление радиусом r=H/6 ≈ 0,866P. Высота исходного треугольника теоретического профиля . Рабочая высота профиля .

Метрические резьбы разделяют на резьбы с крупными и мелкими шагами. С уменьшением шага резьбы Р при данном наружном диаметре d внутренний диаметр d 1 увеличивается и, следовательно, увеличиваются площадь сечения и прочность нарезанного стержня. Профили треугольной резьбы с крупным и мелким шагом геометрически подобны.

Рисунок 2.2 – Треугольная метрическая резьба

За основную принята резьба с крупным шагом. Для таких изделий, как болты, винты и шпильки в основном используют треугольную резьбу с крупным шагом как наиболее технологичную. Статическая несущая способность этой резьбы выше и меньше влияние на прочность ошибок изготовления и износа, чем резьбы с мелким шагом. Предел выносливости винтов из высокопрочных сталей понижается с уменьшением шага, а винтов из низкоуглеродистых сталей повышается.

Области применения резьбы с мелкими шагами:

а) динамически нагруженные детали и детали, диаметры которых в основном определяются напряжениями изгиба и кручения (валы);

б) полые тонкостенные детали;

в) детали, у которых резьба применяется для регулировки.

Шаги всех метрических резьб составляют ступенчатый арифметический ряд.

Метрическую резьбу с крупными шагами обозначают буквой М и числом, выражающим диаметр резьбы в мм, например М20, а для метрической резьбы с мелкими шагами дополнительно указывают шаг, например М20х1,5.

Трубная резьба (рисунок 2.3), являющаяся крепежно-уплотняющей, применяется для соединения труб и арматуры трубопроводов в диапазоне номинальных размеров от 1/8 до 6.

Трубная резьба представляет собой мелкую дюймовую резьбу, которая выполняется с закруглениями профиля и без зазоров по выступам и впадинам для лучшего уплотнения. За основной (номинальный) размер, характеризующий резьбы и указываемый в обозначении резьбы, принят условный внутренний диаметр трубы (проход в свету).

r

Рисунок 2.3 – Трубная резьба

Трапецеидальная резьба (рисунок 2.4)является основной резьбой для передач винт - гайка. Она имеет меньшие потери на трение, чем треугольная резьба, удобна в изготовлении и более прочна, чем прямоугольная резьба. При необходимости она допускает выборку зазоров радиальным сближением половинок гайки (если гайка выполнена разъемной по диаметральной плоскости). Трапецеидальная резьба имеет угол профиля 30°, рабочую высоту профиля , средний диаметр , зазор в зависимости от диаметра резьбы от 0,25 до 1 мм. Трапецеидальная резьба стандартизована в диапазоне диаметров от 8 до 640 мм; предусмотрена возможность применения резьб с мелкими, средними и крупными шагами.

Рисунок 2.4– Трапецеидальная резьба

Упорная резьба (рисунок 2.5) применяется для винтов с большой односторонней осевой нагрузкой в прессах, нажимных устройствах прокатных станов, в грузовых крюках и т. д. Профиль витков - несимметричный трапецеидальный. Угол наклона рабочей стороны профиля для повышения к.п.д. выбран достаточно малым 3° (резьба с углом наклона профиля 0° неудобна в изготовлении), угол наклона нерабочей стороны профиля 30°, и предусмотрен значительный радиус закругления впадины для снижения концентрации напряжения. Рабочая высота профиля h = 0,75S . Усиленные упорные резьбы имеют угол нерабочей стороны профиля 45°.

Рисунок 2.5– Упорная резьба

Круглые резьбы (рисунок 2.6) в основном применяют для винтов, подверженных большим динамическим напряжениям, а также часто завинчиваемых и отвинчиваемых в загрязненной среде (пожарная арматура, вагонные стяжки). Круглые резьбы можно применять в гидравлической арматуре из-за хорошего уплотнения. Наконец, круглые резьбы с малой высотой профиля накатывают на тонкостенные изделия, например на цоколи и патроны электроламп.

Профиль круглой силовой резьбы состоит из дуг, связанных короткими участками прямой; угол профиля 30°. Большие радиусы закруглений исключают значительную концентрацию напряжений. Попадающие в резьбу загрязняющие частицы выжимаются в зазоры.

Рисунок 2.6– Круглая резьба

Для круглых резьб, применяемых на тонкостенных изделиях, характерны малая высота профиля и отсутствие прямолинейного участка, что важно для уменьшения деформаций металла в процессе накатки.

Коническая резьба (рисунок 2.7) используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения, то есть она обеспечивает непроницаемость без специальных уплотнений, также применяется для соединения труб, установки пробок, масленок и т.п. Непроницаемость достигается плотным прилеганием профилей по вершинам. Затяжкой конической резьбы можно компенсировать износ и создавать требуемый натяг. Кроме того, эти резьбы обеспечивают быстрое завинчивание и отвинчивание.

Рисунок 2.7 – Коническая резьба c углом профиля

Целесообразно, чтобы конические резьбы имели возможность свинчиваться с цилиндрическими. Поэтому конические резьбы имеют профили, аналогичные профилям соответствующих цилиндрических резьб, и их нарезают с биссектрисой угла профиля, перпендикулярной оси винта.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Их создают болты, винты, шпильки, гайки и другие детали, снабженные резьбой. Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания на поверхности деталей канавок по винтовой линии. Винтовую линию образует гипотенуза прямоугольного треугольника при навертывании на прямой круговой цилиндр (рис. 3.1).

Если плоскую фигуру (треугольник, трапецию и т.п.)перемещать по винтовой линии так, чтобы её плоскость при движении всегда проходила через ось винта, то эта фигура образует резьбу соответствующего профиля (рис. 3.2)

Классификация резьб

В зависимости от формы поверхности, на которой образуется резьба, различают цилиндрические и конические резьбы (Рис. 3.3).

В зависимости от формы профиля резьбы делятся на пять основных типов: треугольные (рис.3.4, а), упорные (рис. 3.4, б), трапецеидальные (рис. 3.4,в), прямоугольные (рис. 3.4, г) и круглые (рис, 3.4, д).

В зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают правые и левые (рис. 3.5). У правой резьбы винтовая линия поднимается слева вверх направо. Левая резьба имеет ограниченное применение.

В зависимости от числа заходов резьбы делятся на однозаходные (рис. 3.5,б) и многозаходные (рис. 3.5,а).

Многозаходные резьбы получаются при перемещении по винтовым линиям нескольких рядом расположенных профилей. 3аходность резьбы легко определить с торца винта по числу сбегающих витков. Как правило, все крепежные резьбовые детали имеют однозаходную резьбу.

В зависимости от назначения резьбы делятся на крепёжные и для передачи движения. Крепежные резьбы применяют в резьбовых соединениях; они имеют треугольный профиль, который характеризуется:

а) большим трением, предохраняющим резьбу от само отвинчивания; б) высокой прочностью; в) технологичностью.

Резьбы для передачи движения применяются в винтовых механизмах и имеют трапецеидальный (реже прямоугольный) профиль, который характеризуется меньшим трением.

Геометрические параметры резьбы

Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются (рис. 3.6):

d - наружный диаметр номинальный диаметр резьбы;

d 1 -внутренний диаметр резьбы;

d 2 - средний диаметр резьбы, то есть диаметр воображаемого цилиндра, на котором ширина витка равна ширине впадины;

S-шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;

S 1 -ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (см. рис. 3.5);

для однозаходной резьбы S 1 =S,

для многозаходных резьб S1=zS, где z-число заходов;

α - угол профиля резьбы (см. рис. 3.4);

λ - угол подъема резьбы (см. рис. 3.1), т. е. угол, образованный винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси винта;

Основные типы резьб

Метрическая резьба (см. рис. 3.6). Это наиболее распространенная из крепежных резьб. Имеет профиль в виде равностороннего треугольника, следовательно, α = 60°. Вершины витков и впадин притупляются по прямой или дуге, что уменьшает кон­центрацию напряжений, предохраняет резьбу от повреждений, а также удовлетворяет нормам техники безопасности. Радиальный зазор в резьбе делает ее не герметичной.

По ГОСТ 9150-59 метрические резьбы делятся на резьбы с крупным и мелким шагом (см. табл. 3.1) В качестве основной крепежной применяют резьбу с крупным шагом, так как она менее чувствительна к износу и неточностям изготовления. Резьбы с мелким шагом различаются между собой коэффициентом измельчения, т. е. отношением крупного шага к соответствующему мелкому шагу (рис. 3,7). Резьбы с мелким шагом меньше ослабляют деталь и характеризуются повышенным самоторможением, так как при малом шаге угол подъема винтовой линии λ мал (см. формулу 3.1). Мелкие резьбы применяются в резьбовых соединениях, подверженных переменным и знакопеременным нагрузкам, а также в тонкостенных деталях (на деталях из пластмасс метрическая резьба изготовляется по ГОСТ 11709-66.).

Дюймовая резьба (1 дюйм равен 25,4 мм). (рис. 3.8). Имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине α=55°. Применяется только при ремонте деталей импортных машин. Изготовляется по ОСТ НКТП 1260.

Трубная резьба . Трубная цилиндрическая резьба (рис. 3.9) является мелкой дюймовой резьбой, но с закруглёнными выступами и впадинами. Отсутствие радиальных зазоров делает резьбовое соединение герметичным. Применяется для соединения труб. Изготовляется по ГОСТ 6357-52.

Высокую плотность соединения дает трубная коническая резьба (ГОСТ 6211-69).

Трапецеидальная резьба (рис. 3.1.). Это основная резьба в пе­редаче винт-гайка (см. ниже). Ее профиль равнобочная тра­пеция с углом α = 30°. Характеризуется небольшими потерями на трение, технологична. К.п.д. выше, чем для резьб с треугольным профилем. Применяется для передачи реверсивного движения под нагрузкой (ходовые винты станков и т. п,) Размеры резьбы приведены в табл. 3.2.

Упорная резьба (рис. 3.11). Имеет профиль в виде не равнобочной трапеции с углом 27°. Для возможности изготовления резьбы фрезерованием рабочая сторона профиля имеет угол наклона 3°. К.п.д. выше, чем у трапецеидальной резьбы. Закругление впадин повышает усталостную прочность винта. Применяется в передаче винт-гайка при больших односторонних осевых нагрузках (грузовые винты прессов, домкратов и т. д.). Изготовляется по ГОСТ 10177-62.

Таблица 3.2

Резьба трапецеидальная по ГОСТ 9484-60 (извлечениe)

Размеры в мм по рис. 3.10

Наружный диаметр д	Шаг резьбы S	Средний диаметр d 2	Внутренний диаметр д,
		30,5	28,5
			2i
		38,5	36,5
		48,5	46,5
		58,5	56,5

Прямоугольная резьба (рис. 3.12). Профиль резьбы квадрат. Из всех резьб имеет самый высокий к.п.д., так как угол профиля резьбы, α=0. Обладает пониженной прочностью. При износе образуются осевые зазоры, которые трудно устранить. Имеет ограниченное применение в малонагруженных передачах винт - гайка.

Круглая резьба (рис. 3.13). Профиль резьбы состоит из дуг, сопряжённых короткими прямыми линиями. Угол профиля α=30 о. Резьба характеризуется высокой динамической прочностью. Стандарта нет. Имеет ограниченное применение при тяжелых условиях эксплуатации в загрязненной среде. Технологична при изготовлении отливкой, накаткой и вылавливанием на тонкостенных изделиях.

Резьбовые соединения

К атегория:

Крановщикам и стропальщикам

Резьбовые соединения

Какие соединения называются резьбовыми?

Соединения, которые осуществляются крепежными деталями машин посредством резьбы, называются резьбовыми.

Что такое резьба?

Резьба - это винтовая канавка определенной формы, нарезанная на боковой поверхности цилиндрического или конического стержня.

Какими основными параметрами характеризуется резьба?

Резьба (цилиндрическая) характеризуется следующими основными параметрами: формой и профилем, наружным диаметром, средним диаметром, внутренним1 диаметром, углом подъема, шагом и ходом резьбы, числом заходов, т. е. числом ниток резьбы, приходящимся на ее ход.

Что такое профиль резьбы?

Профиль резьбы - это очертание ее выступов и впадин (в продольном сечении).

Что такое наружный диаметр резьбы d?

Наружный диаметр резьбы - это наибольший диаметр, измеряемый по вершине резьбы. Что такое средний диаметр резьбы d.

Средний диаметр резьбы - это расстояние между двумя линиями, проведенными по середине профиля резьбы между дном впадины и вершиной нитки параллельно оси шпильки или болта. Что такое внутренний диаметр резьбы d.

Внутренний диаметр -это наименьшее расстояние между противоположными основаниями резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси шпильки или болта.

Что такое угол подъема резьбы р?

Угол подъема резьбы - это угол – между винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной к ее осевой линии.

Что такое шаг резьбы S?

Шаг резьбы - это расстояние между одноименными сторонами двух рядом расположенных витков, измеренное в направлении осевой линии резьбы.

Что такое нитка резьбы?

Нитка (виток) резьбы -это часть резьбы, образуемая при одном полном обороте профиля.

Как подразделяются резьбы в зависимости от количества ниток?

В зависимости от количества ниток, резьбы подразделяются на однозаходную, двухзаходную, трех-, заходную и т. д. У однозаходной резьбы на торце болта, винта или гайки виден только один конец витка, а у многозаходных - два, три и больше витков. Однозаходные резьбы имеют малые углы подъема в винтавой линии и большое трение.

В резьбовых соединениях применяют исключительно однозаходные резьбы как наиболее надежные в отношении самоторможения резьбовых деталей, предохраняющие их от самоотвинчивания. Многозаходные резьбы применяются в передачах винт-гайка.

Как подразделяются резьбы в зависимости от направления вращения контура, образующего резьбу?

В зависимости от направления вращения контура, образующего резьбу, различают правую и левую резьбу. Если резьба правая, то гайка навертывается на болт слева направо (по часовой стрелке), а если левая, то гайка навертывается на болт справа налево (против часовой стрелки). Причем во всех случаях, где нет необходимости в левой резьбе, пользуются только правой резьбой.

Как классифицируются резьбы по назначению?

В зависимости от назначения резьбы классифицируются на крепежные, крепежно-уплоТняющие й На’ резьбы для передач движения. Крепежные резьбы служат для скрепления деталей, крепежно-уплотняющие - для скрепления и создания герметичности в соединении, а резьбы для передач движения применяются в передачах винт-гайка и в червяках червячных передач.

Как подразделяются резьбы в зависимости от формы профиля?

В зависимости от формы профиля резьбы подразделяются на треугольные, прямоугольные, трапецеидальние и др.

Рис. 1. Резьба метрическая

В свою очередь, треугольная резьба делится на метрическую и дюймовую.

Какая треугольная резьба называется метрической?

Метрической называется такая треугольная резьба, у которой диаметр и шаг выражаются в метрической системе мер - в миллиметрах, а угол профиля у нее 60°. Кроме того, профиль метрической резьбы плоскосрезанный” (рис. 1). Все треугольные метрические резьбы делятся на резьбы с крупным шагом (для диаметров 1-68 мм) и резьбы с мелким шагом (для диаметров 1-600 мм).

Наиболее широкое распространение получила метрическая резьба с крупным шагом, так как по сравнению с резьбой с мелким шагом влияние ее на износ и ошибки ее изготовления меньше.

Какая резьба называется дюймовой?

Дюймовой резьбой называется такая резьба, у которой наружный диаметр измеряется в дюймах, а шаг резьбы -числом ниток на 1 дюйм (дюйм равен 25,4 мм). Угол профиля резьбы 55°. Дюймовая резьба применяется в старых машинах, а также в импортных машинах, ввозимых к нам из стран, где применяется дюймовая система.

В каких случаях применяется трапецеидальная резьба?

Трапецеидальная резьба применяется в передачах винт-гайка и в червячных передачах (червяк), так как она имеет меньшие потерн при трении по сравнению с треугольной резьбой и более прочная.

Какие детали являются основными крепежными деталями резьбовых соединений?

Основные крепежные детали резьбовых соединений- это болты, шпильки, винты и гайки.

Что такое болт?

Болт -это деталь обычно круглого поперечного сечения, имеющая на одном конце головку, а на другом резьбу. Головки болтов могут быть шестигранными, квадратными, полукруглыми, потайными и др. Преимущественное применение имеют болты с шестигранными головками, имеющими следующие стандартные размеры: 7, 9, 10, 11, 12, 14j 17, 19, 22 мм и т. д.

В каких случаях применяются болты для скрепления деталей?

Болты для скрепления деталей применяются в тех случаях, когда детали имеют относительно небольшую толщину или когда материал деталей не может обеспечить необходимую надежность резьбы.

Что такое шпилька?

Шпилька - это стержень с резьбой на обоих концах; одним концом она ввинчивается в скрепляемую деталь, а на другой ее колец навинчивают гайку.
Различают шпильки повышенной и нормальной точности, изготовляемые, с одинаковыми номинальными диаметрами резьбы и гладкой части или с номинальным диаметром резьбы больше диаметра гладкой части.

В каких случаях для скрепления деталей применяют шпильки?

Шпильки применяют в тех случаях, когда материал скрепляемых деталей с нарезанным отверстием при применении винтов не обеспечивает необходимой долговечности резьбы при частых сборках и разборках соединений.

Что такое винт?

Винт - это деталь круглого поперечного сечения, обычно с резьбой на одном конце и головкой на другом, но в некоторых случаях в резьбовых соединениях применяют винты без головок. Винты в резьбовых соединениях крепятся не гайками, а ввинчиваются резьбовым концом в одну из скрепляемых деталей: По своему назначению вннты подразделяются на крепежные, служащие для скрепления соединяемых деталей, и установочные, имеющие в отличие от крепежных резьбу по всей длине стержня и предотвращающие взаимный сдвиг деталей.

Крепежные винты изготовляют с головкой под ключ или под отвертку, а установочные - либо с головкой под ключ, либо без головки со шлицами или с углублением под ключ. Установочные гоЛовки винтов бывают шестигранные, квадратные; полукруглые, потайные и др.

В каких случаях применяют винты для скрепления деталей?

Винты для скрепления деталей применяют в тех случаях, когда одна из скрепляемых деталей относительно большой толщины, или когда невозможно разместить гайки, или при жестком требований уменьшения массы резьбового соединения, или для придания соединений более красивого внешнего вида.

Что такое гайка?

Гайка - это крепежная деталь с резьбовым отверстием, навинчиваемая на конец болта или шпильки и служащая для замыкайия соединяемых деталей машин при помощи болта или шпильки. По форме гайки бывают шестигранные с Одной или двумя фасками, шестигранные корончатые со стандартными размерами между противоположили гранями 7, 9, 10, 11, 12, 14, 17, 19, 22 мм и т. д. Кроме шестигранных гаек в машиностроении применяются также квадратные, круглые и цилиндрические гайки.

Для чего служат шайбы?

Шайбы служат для того, чтобы не помять поверхность скрепляемых деталей и для увеличения ойорной поверхности: Их подкладывают под головки болтов и винтов, а также под гайки.

Для чего служат гаечные замки?

Гаечные замки служат для удержания резьбовых соединений от самоотвинчйвания при движениях, толчках и ударах, которым подвергаются детали машин вО время работы.

Какие гаечные замки применяются в машиностроении?

В машиностроении применяются разные гаечные замки, например разрезная (пружинящая) шайба, которая благодаря своей упругости держит гайку затянутой. Кроме пружинящих шайб применяются шайбы стопорные с внутренними и наружными зубьями, шайбы стопорные с одной и двумя лапками. В отдельных случаях для стодорения гаек пользуются штифтами, винтами и упругими контргайками.

Из какого материала изготовляют болты, шпильки, винты, гайки, шайбы и гаечные замки?

Болты, шпильки, винты и гайки изготовляют из сталей марок Ст. 3 КП, Ст. 5, 10, 10КП, 15, 15КП, 20, 30, 35, 45, 40Г, 35Х, 40Х, 35ХА, 30ХСА и др., а шайбм и гаечные замки (кроме пружинных) обычно изготовляют из сталей марок Ст. 0, Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, ОД 10, 15, 20 и 25. Пружинные замки изготовляют из стали марок 65, 70, 75, 65Г и др.

Каким инструментом завинчивают и отвинчивают болты и гайки?

Завинчивают и отвинчивают болты и гайки гаечными ключами - простыми, универсальными и специальными.

Прастые (открытые) ключи бывают односторонними и двусторонними, размеры ях зева должны соответствовать стандартным размерам головок болтов и гаек, В нашей стране приняты следующие размеры зева для двусторонних ключей (в. миллиметрах): 5X7, 7X9, 9X11, 10X12, 12×14, 14Х.17, 17X19, 19х Х22 и т. д. Кроме простых ключей в машиностроении широко используются торцевые ключи, трубчатые или цельные, которые бывают также односторонние и двусторонние.

Из какого материала изготовляют гаечные ключи?

Гаечные ключи изготовляют из инструментальной, углеродистой, а иногда из легированной стали. Головки ключей закаливают и отпускают. Размер зева ключа должен точно соответствовать размеру гайки или размеру болта.

Каким инструментом отвертывают и завертывают винты с прорезью (шлицем)?

Винты с прорезью (шлицем) отвертывают и завертывают отвертками, рабочая часть (лезвие) которых должна соответствовать размерам, шлица. Рабочую часть отверток, так же, как и головки гаечных ключей, закаливают.

В каких случаях в машиностроении для завертывания гаек и винтов пользуются механизированным инструментом?

Механизированным инструментом в машиностроении пользуются при сборке машин и механизмов в массовом производстве, благодаря чему резко повышается производительность труда. Механизированные гаечные ключи и отвертки приводятся в движение электрическими и пневматическими двигателями.

К атегория: - Крановщикам и стропальщикам